我所在“鐵族元素摻雜改性二氧化鈦光催化劑”的研究取得進展
近年，高效無毒的光催化劑-二氧化鈦(TiO2)納米材料用于有機物環境污染降解方面的研究，受到了世界各國科研工作者的廣泛關注。而由于TiO2存在帶隙寬的自身缺陷，造成其對可見光及光激發電荷的利用率較低，限制了其實際應用范圍。元素“摻雜”是改善該材料缺陷的一種有效途徑和方法之一。因此，對于系統探索TiO2光催化性質與摻雜元素之間的關系的研究尤為重要。
我所于洪文研究員等科研人員通過一種簡易的水熱法合成制備鐵族（鐵，鈷，鎳）單一元素摻雜的同時暴露（001）高能晶面的TiO2納米片，并利用紫外光和可見光照射降解偶氮染料—亞甲基藍，評價不同摻雜的TiO2的光催化性能。研究發現，改變摻雜元素的類型和含量，會使TiO2納米片的尺寸和（001）晶面的面積發生變化，造成了TiO2的光催化活性的顯著差異。該研究第一次揭示了鐵族元素摻雜的TiO2光催化劑（1）光催化活性：鐵摻雜<鈷摻雜<鎳摻雜；（2）最優化的摻雜元素與鈦的含量比為0.75%。同時，通過測定電化學阻抗、光電流及熒光光譜等分析手段，詳細闡明了電荷的分離和遷移速率主要受摻雜離子的類型與含量影響，而這些電荷行為也最終決定TiO2的光催化活性的重要機理。
相關成果發表在chemcatchem, 2014上（http://dx.doi.org/10.1002/cctc.201300879）。
Lei Sun, Jiali Zhai , Haiyan Li, Yan Zhao, Hongjun Yang and Hongwen Yu*, Study of Homologous Elements: Fe, Co, and Ni Dopant Effects on the Photoreactivity of TiO2 Nanosheets, ChemCatChem, 2014, DOI: 10.1002/cctc.201300879.
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